Anatomie des Zytoskeletts

Das Zytoskelett ist ein Netzwerk von Fasern, die die "Infrastruktur" von eukaryotischen Zellen, prokaryotischen Zellen und Archäen bilden. In eukaryotischen Zellen bestehen diese Fasern aus einem komplexen Netz von Proteinfilamenten und Motorproteinen, die die Zellbewegung unterstützen und die Zelle stabilisieren.

Zytoskelettfunktion

Das Zytoskelett erstreckt sich über das gesamte Zytoplasma der Zelle und steuert eine Reihe wichtiger Funktionen.

• Es hilft der Zelle, ihre Form beizubehalten und gibt der Zelle Halt.
• Eine Vielzahl von Zellorganellen wird vom Zytoskelett an Ort und Stelle gehalten.
• Es hilft bei der Bildung von Vakuolen.
• Das Zytoskelett ist keine statische Struktur, sondern kann seine Teile zerlegen und wieder zusammenbauen, um die interne und allgemeine Zellmobilität zu ermöglichen. Arten der intrazellulären Bewegung, die vom Zytoskelett unterstützt werden, umfassen den Transport von Vesikeln in und aus einer Zelle, die Manipulation von Chromosomen während Mitose und Meiose sowie die Migration von Organellen.
• Das Zytoskelett ermöglicht die Zellmigration, da die Zellmotilität für den Aufbau und die Reparatur von Gewebe, die Zytokinese (die Teilung des Zytoplasmas) bei der Bildung von Tochterzellen und die Reaktion von Immunzellen auf Keime benötigt wird.
• Das Zytoskelett unterstützt den Transport von Kommunikationssignalen zwischen Zellen.
• Es bildet in einigen Zellen zelluläre, anhängselartige Vorsprünge wie Zilien und Flagellen.

Zytoskelettstruktur

Das Zytoskelett besteht aus mindestens drei verschiedenen Arten von Fasern: Mikrotubuli, Mikrofilamente, und mittlere Filamente. Diese Fasern zeichnen sich durch ihre Größe aus, wobei Mikrotubuli am dicksten und Mikrofilamente am dünnsten sind.

Proteinfasern

• Mikrotubuli sind hohle Stäbchen, die in erster Linie dazu dienen, die Zelle zu stützen und zu formen und als "Wege" dienen, auf denen sich Organellen bewegen können. Mikrotubuli kommen typischerweise in allen eukaryotischen Zellen vor. Sie variieren in der Länge und haben einen Durchmesser von etwa 25 nm (Nanometer).
• Mikrofilamente oder Aktinfilamente sind dünne, feste Stäbchen, die bei der Muskelkontraktion aktiv sind. Mikrofilamente sind in Muskelzellen besonders verbreitet. Ähnlich wie Mikrotubuli kommen sie typischerweise in allen eukaryotischen Zellen vor. Mikrofilamente bestehen hauptsächlich aus dem kontraktilen Protein Actin und haben einen Durchmesser von bis zu 8 nm. Sie beteiligen sich auch an der Organellenbewegung.
• Zwischenfilamente kann in vielen Zellen reichlich vorhanden sein und Mikrofilamente und Mikrotubuli unterstützen, indem sie an Ort und Stelle gehalten werden. Diese Filamente bilden Keratine in Epithelzellen und Neurofilamente in Neuronen. Sie haben einen Durchmesser von 10 nm.

Motorproteine

Das Zytoskelett enthält eine Reihe von Motorproteinen. Wie der Name schon sagt, bewegen diese Proteine ​​die Zytoskelettfasern aktiv. Dadurch werden Moleküle und Organellen in der Zelle transportiert. Motorproteine ​​werden durch ATP angetrieben, das durch die Zellatmung erzeugt wird. Es gibt drei Arten von Motorproteinen, die an der Zellbewegung beteiligt sind.

• Kinesins Bewegen Sie sich entlang von Mikrotubuli, die zelluläre Komponenten tragen. Sie werden typischerweise verwendet, um Organellen in Richtung der Zellmembran zu ziehen.
• Dyneins ähneln Kinesinen und werden verwendet, um zelluläre Komponenten nach innen zum Kern zu ziehen. Dyneine dienen auch dazu, Mikrotubuli relativ zueinander zu verschieben, wie dies bei der Bewegung von Zilien und Flagellen beobachtet wird.
• Myosine mit Aktin interagieren, um Muskelkontraktionen durchzuführen. Sie sind auch an Zytokinese, Endozytose (Endozytose) und Exozytose (Exozytose) beteiligt..

Cytoplasmic Streaming

Das Zytoskelett hilft dabei, zytoplasmatisches Streaming zu ermöglichen. Auch bekannt als Zyklose, Dieser Prozess beinhaltet die Bewegung des Zytoplasmas, um Nährstoffe, Organellen und andere Substanzen in einer Zelle zirkulieren zu lassen. Zyklose unterstützt auch die Endozytose und Exozytose oder den Transport von Substanzen in und aus einer Zelle.

Wenn sich die Mikrofilamente des Zytoskeletts zusammenziehen, helfen sie, den Fluss der zytoplasmatischen Partikel zu steuern. Wenn sich an Organellen gebundene Mikrofilamente zusammenziehen, werden die Organellen mitgezogen und das Zytoplasma fließt in die gleiche Richtung.

Das zytoplasmatische Streaming tritt sowohl in prokaryontischen als auch in eukaryontischen Zellen auf. Bei Protisten wie Amöben werden durch diesen Prozess Ausdehnungen des Zytoplasmas erzeugt, die als bekannt sind Pseudopodien. Diese Strukturen werden zum Einfangen von Lebensmitteln und zur Fortbewegung verwendet.

Weitere Zellstrukturen

Die folgenden Organellen und Strukturen können auch in eukaryotischen Zellen gefunden werden:

• Zentriolen: Diese speziellen Gruppierungen von Mikrotubuli helfen bei der Organisation der Montage von Spindelfasern während der Mitose und Meiose.
• Chromosomen: Die zelluläre DNA ist in fadenförmige Strukturen eingewickelt, die als Chromosomen bezeichnet werden.
• Zellmembran: Diese semipermeable Membran schützt die Integrität der Zelle.
• Golgi-Komplex: Diese Organelle produziert, lagert und versendet bestimmte zelluläre Produkte.
• Lysosomen: Lysosomen sind Säcke von Enzymen, die zelluläre Makromoleküle verdauen.
• Mitochondrien: Diese Organellen liefern Energie für die Zelle.
• Zellkern: Zellwachstum und -reproduktion werden vom Zellkern gesteuert.
• Peroxisomen: Diese Organellen helfen, Alkohol zu entgiften, Gallensäure zu bilden und mit Sauerstoff Fette abzubauen.
• Ribosomen: Ribosomen sind RNA- und Proteinkomplexe, die über Translation für die Proteinproduktion verantwortlich sind.